Глобус мозга

В США запустят проект создания полной карты деятельности мозга, который раскроет биологические механизмы сознания и тайны психических заболеваний

Американские ученые планируют наблюдать работу мозга in vivo

Фотография: iStockphoto

София Нескучная

В США запустят проект создания полной карты деятельности мозга, который раскроет биологические механизмы сознания и тайны психических заболеваний. Brain Activity Map project станет следующим масштабным этапом познания человека после Human Genome Project, который картографировал наш геном.

Администрация Барака Обамы планирует запустить десятилетний крупномасштабный научный проект по изучению мозга человека. Его целью станет построение полноценной карты деятельности мозга, подобно тому, как Human Genome Project построил карту активности человеческих генов. Проект исследования генома человека был чрезвычайно успешным: его результаты позволяют полагать, что нам будут не страшны самые неизлечимые заболевания, а в будущем мы, может статься, будем генетически рассчитывать и конструировать геном с заданными свойствами. Один из «отцов» проекта, работы которого легли в его основу, американский биолог Дэвид Ботштайн, как стало известно вчера, стал лауреатом новой премии по медицине, учрежденной российским миллиардером Юрием Мильнером и основателями Facebook и Google Марком Цукербергом и Сергеем Брином.

Как сообщает The New York Times, проект будет анонсирован в марте. К его выполнению привлекут государственные агентства, частные фонды и коллективы специалистов по неврологии и нанотехнологиям. Вместе они должны будут изучить работу миллиардов нейронов мозга и раскрыть тайны биологических основ восприятия, работы и, наконец, сознания.

Ученые связывают с проектом большие надежды, в том числе на прогресс в изучении болезней Паркинсона и Альцгеймера, шизофрении и аутизма, поисков подходящей терапии для психических расстройств. Более того,

результаты проекта могут поспособствовать и еще одной далекой от биологии области – развитию искусственного интеллекта.

Точные данные о планируемых тратах пока неизвестны, но речь идет о миллиардах долларов, и ряд ученых и представителей исследовательских организаций признались газете, что участвовали в разработке программы, которая получит название Brain Activity Map project.

Если проект будет успешным в науке, за этим последует и отдача для экономики.

«Human Genome Project стоил около $300 млн в год в течение 10 лет. Если мы посмотрим, сколько мы сейчас тратим на нейронауки и нанотехнологии, думаю, цифра уже больше. Траты увеличатся не сильно, а результаты могут быть впечатляющие», — считает знаменитый молекулярный биолог из Гарвардского университета Джордж Черч, один из отцов синтетической биологии. Он помогал в планировании проекта по геному и сейчас, по его словам, также консультирует создателей Brain Activity Map project.

Другие источники среди ученых, участвующих в планировании, утверждают, что стоимость проекта превысит $300 млн в год, то есть в случае одобрения конгрессом США он обойдется бюджету по меньшей мере в $3 млрд на срок более 10 лет. Общая стоимость Human Genome Project составила $3,8 млрд. Он был начат в 1990 году, а его цель — создать полную карту генома человека — была достигнута даже раньше запланированного срока, в апреле 2003 года.

По расчетам федерального правительства, положительный эффект проекта исследования генома для экономики к 2010 году достиг $800 млрд.

Конечно, исследования нервных клеток мозга и так ведутся по всему миру, но мыслительные процессы до сих пор остаются одной из самых непонятых научных тайн. Мозг состоит из примерно 100 млрд нейронов, каждый из которых в ответ на внешние раздражители «прокалывает» электрический ток. В любой, сознательной или несознательной мозговой деятельности участвуют огромные «коллективы» клеток, и понять их работу можно, только изучая их как целое, а не по одной. Но мозг столь сложен, что ученым пока удавалось комплексно изучить работу лишь небольших групп нейронов, и в большинстве случаев это было сделано для проб клеток, извлеченных из организма.

Однако у инициативы Brain Activity Map project есть надежды на успех: ведущие американские специалисты утверждают, что смогут анализировать мозг как целое. Шесть «флагманов» этой области науки в июне опубликовали в журнале Neuron статью, в которой изложили ряд возможных подходов. Среди них создание «флота» молекулярных машин, которые, не нарушая структуры мозга, смогут работать в нем как сенсоры, измеряя активность на клеточном уровне. Машины планируется создавать на основе синтетической ДНК. Для осуществления проекта придется создать сеть «обсерваторий мозга» по аналогии с астрономическими обсерваториями.

Сторонники проекта ссылаются на опыт Human Genome Project.

«На старте в 1984 году он также вызывал много споров: тогда он объединил несколько десятков ученых, которые двигались в этом направлении. Мы работали и не знали, что есть такие же «сумасшедшие», как мы»,

— вспоминает Черч. Известный в течение десятилетий как талантливейших биолог, недавно он попал и на страницы малонаучных изданий. Газета Spiegel, возможно, из-за трудностей перевода с английского на немецкий приписала ему желание клонировать неандертальца и поиски «смелой женщины» на роль суррогатной матери. Несмотря на этот неприятный опыт (Черчу пришлось выступать с опровержениями и оправдываться), он, как видно, не прекратил работу с прессой.

Исследование мозга имеет и ряд отличий от Human Genome Project.

«Однако разница в том, что наш новый предмет исследования — мозг — сам по себе гораздо более сложный и запутанный, чем геном. Было очень просто определить цели проекта по исследованию генома. В этом случае нам сложнее ответить на вопрос, что же такое карта активности мозга, и вообще как в нем происходит то, что происходит», — говорит о сложности проекта Ральф Гринспэн, заместитель директора Института мозга и сознания Университета Калифорнии в Сан-Диего и один из авторов статьи в Neuron, который также признался, что участвует в разработке проекта.

Финансирование будет поступать как от правительства, так и от научных грантовых фондов, а также частных фондов, финансирующих науку. Президент США огласит сумму в марте в рамках бюджетного плана, и пока непонятно, какое финансирование будет одобрено в текущих условиях ограниченности финансов. Однако Барак Обама известен как сторонник необходимости инвестиций в науку.

«Каждый доллар, который мы потратили на проект изучения человеческого генома, вернул по 140 долларов в нашу экономику — каждый доллар,

— заявил он. — Сегодня наши ученые создают карту мозга, чтобы разобраться в причинах болезни Альцгеймера. Они разрабатывают лекарства для регенерации поврежденных органов, создают материалы, которые повысят эффективность аккумуляторов в 10 раз. Сейчас не время потрошить инвестиции в науку и инновации».